KR910002612B1 - 적응형 디지탈 휘도/색 신호 분리 및 윤곽보상회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

적응형 디지탈 휘도/색 신호 분리 및 윤곽보상회로

제1도는 본 발명에 따른 회로의 블록구성도.

제2도는 제1도의 상세회로도.

제3도는 제2도에 도시한 필터의 내부구성도.

제4도는 샘플링 클럭의 위상과 2차원 데이터 배열을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지연회로 2 : 상관성 비교회로

3 : 적응형 휘도/색 분리회로 4 : 적응형 윤곽보상회로

5 : 가감산 회로 OR₁∼OR₁₆: 오아게이트

I₁-I₈: 인버터 OP₁-OP₅: 증폭기

COM₁,COM₂: 비교기 F₁-F₆: 필터

SW₁,SW₂: 선택스위치 D₁-D₁₂: 샘플딜레이

H₁, H₂: 라인딜레이 X₀: 표본점

X₀', X₀",X₁-X₁₂: 샘플점

본 발명은 복합영상신호를 휘도신호와 색신호로 완전히 분리하고, 수평, 수직, 대각선 방항의 윤곽신호를 축출함으로써 선명한 TV화상을 제공하기 위한 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로에 관한 것이다.

종래의 TV에서 사용되고 있는 아날로그 휘도/색신호 분리회로는 트랜지스터, 저항, 콘덴서, 코일과 같은 아날로그 회로소자로서 구성되었기 때문에 복합 영상신호를 휘도신호와 색신호로 완전히 분리할 수가 없었다. 즉, 색신호가 휘도신호속에 포함되는 크로스루미넌스(cross luminance)와, 휘도선호가 색신호속에 포함되는 크로스 칼라(cross color) 및 색번짐(co1or smear)과 같은 노이즈에 의한 영향으로 TV의 화면질이 저하되는 결점이 있었을 뿐만 아니라, 윤곽보상을 수평 방향으로만 처리했기 때문에 선명한 화상을 얻을수 없는 결점이 있었다.

현재 기대를 모으고 있는 고화질의 디지탈 TV 및 ID(Improved Definition), ED(Extended Definition) TV시스템에 있어서는 고화질을 얻기 위해서 영상신호를 대부분 노이즈 성분이 거의 없는 디지탈로 처리해야 하므로, 휘도/색분리 회로 및 윤곽을 보상하기 위한 회로역시 현재의 TV수상기에서 채용하고 있는 아날로그 회로와는 별개의 개념을 갖는 휘도/색신호 분리회로 및 윤곽보상회로를 구성할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다수의 디지탈 반도체 소자를 이용하여 회로를 구성시켜 종래의 아날로그 휘도/색 분리회로에서 발생되는 불완전한 분리에 의한 크로스 루미넌스, 크로스 칼라 및 색번짐 등의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 윤곽보상을 수평, 수직, 대각선 방향으로 수행함으로써 고화질의 TV화면을 얻을수 있도록 한 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로를 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제1도에 도시한 바와 같이, 복합영상 신호를 지연시켜 샘플링 데이터를 얻기위한 지연회로(1), 상기의 샘플링 데이터와 표본데이터의 상관성을 비교하기 위한 상관성 비교회로(2), 상기의 비교회로(2)를 이용하여 표본점과 샘플점의 연산작용으로 색신호(C)를 발생시키기 위한 적응형 휘도/색 분리회로(3), 모든 방향의 윤곽을 적응적으로 보정하기 위한 적응형 윤곽보상회로(4) 및, 지연회로(1), 적응형 휘도/색 분리회로(3)와 적응형 윤곽보상회로(4)의 출력신호(X₀,C,△Y)를 조합하여 윤곽보상된 휘도신호(Y)를 발생하기 위한 가감산회로(5)로 구성된다.

본 발명에 따른 지연회로(1)는 다수의 샘플링딜레이(D₁-D₁₂)와 라인딜레이(H₁)(H₂)로 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 상관성 비교회로(2)는 표본점(X₀)과 인접점간의 상관관계를 연산하여 색신호를 검출하기위한 오아게이트(OR₁-OR₁₃), 인버터(I₁-I₇), 증폭기(OP₁) (OP₂) 및 비교기(COM₁)로 구성될 수도 있다.

적응형 휘도/색 분리회로(3)는 적어도 4개 이상의 필터(F₁-F₄)와 선택스위치(SW₁)로 구성되는 바, 각각의 필터는 제3도에 도시한 바와 같이 3개의 증폭기(OP₃-OP₅)와 오아게이트(OR₁₄)로 각각 구성될 수도있다.

또한, 본 발명에 따른 적응형 윤곽보상회로(4)는 두개의 필터(F₅)(F₆), 절대치회로(ABS₁)(ABS₂) 비교기(COM₂) 및 선택스위치(SW₂)로 구성될 수도 있는 바, 필터(F₅)(F₆)는 전술한 필터(F₁-F₄)와 동일하게 구성될 수도 있다.

끝으로, 본 발명에 따른 가감산회로(5)는 두개의 오아게이트(OR₁₅)(OR₁₆)와 인버터(I₈)로 구성될 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 제2도를 참조하며 상세히 기술하기로 한다.

우선, 본 발명의 동작을 기술하기 전에 NTSC(National Television System Committee) 방식의 복합영상신호를 설명한다.

NTSC 방식의 븍합영상신호는 휘도신호(Y)와 2개의 색차신호(I,Q)로서 색부 반송파를 직각 2상 변조한 색신호(C)와의 복합신호이므로 복합영상신호를 색부반송파 구파수의 4배인 주파수로 표본화하면 색부 반송파 1주기에 4개의 샘플점이 90° 간격으로 배열되므로 제4도와 같이 상호 2샘플 간격으로 배열된 샘플점의 색부 반송파 위상은 반전하게 된다. 여기에서 ●와 ○, ■와 □는 색부반송파의 위상이 반전하고 있는 상태를 표시한다.

본 발명은 화상의 인접화소(샘플점)간에 상관성이 깊다고 하는 성질에 기초한 것으로서 제4도의 2차원 데이터의 표본점(X₀)에 대해. 주변의 샘플점(X₃,X₁₀)(X₆,X₇),(X₂,X₁₁),(X₄,X₉),(X₀",X₀')을 이용하여 휘도신호와 색신호를 분리하게 된다.

제2도에 도시한 바와 같이 복합영상신호가 샘플점의 데이터를 얻기위한 지연회로(1)에 인가되면 지연회로(1)에서 얻어진 값은 적응형 휘도/색신호 분리회로(3)와 상관성 비교회로(2)에 인가된다.

적응형 휘도/색신호 분리회로(3)의 내부에 구성된 필터(F₁)는 수평방향의 샘플점(X₆과 X₇)을 이용한 대역통과 필터이고, 필터(F₂)는 수직방향의 샘플점(X₃과 X₁₀)을 이용한 대역통과 필터이며, 필더(F₃)와 (F₄)는 샘플점(X₂와 X₁₁),(X₄와 X₉)를 이용한 대각선방향의 콤 필터(diagonal comb filter)이다.

각각의 필터(F₁-F₄)는 제3도에 도시한 바와 같은 구조를 갖는 바, 필터(F₁)의 동작을 살펴보면, 표본점(X₀)과 역상인 샘플점(X₆과 X₇)을 평균하여 표본점(X₀)에서 감산함으로 휘도신호가 제거되고 칼라신호만 남게 된다. 즉, 제3도에 도시한 회로에서 표본점(X₀)의 데이터 신호는 증폭기(OP₄)를 통과하여 오아게이트(OR₁₄)에 입력되며, 샘플점(X₆,X₇의 데이터 신호는 각각의 증폭기(OP₃)(OP₄)를 통해 오아게이트(OR₁₄)에 인가된다. 따라서, 오아게이트(OR₁₄)의 출력단에서는 휘도신호가 제거된 색신호(C₁)만이 출력된다.

또한, 필터(F₁-F₄)도 필터(F₁)와 동일한 동작을 하여 각각 색신호(C₁-C₄)를 발생하게 된다. 그러나, 필터(F₃)(F₄)는 샘플점(X₂,X₁₁)(X₉,X₄)의 연산시 휘도신호가 검출되어 표본점(X₀)의 복합신호에서 휘도성분을 제거하는 형태를 취한다.

필터(F₁-F₂)의 출력단에서 발생되는 칼라신호(C₁-C₄)를 방정식으로 표시하면 다음과 같다.

한편, 상관성 비교회로(2)는 표본점(X₀)과 인접 샘플점과의 상관성을 비교하는 바, 이를 설명하기로 한다.

표본점(X₀)에 인접된 샘플점(X₀",X₀')의 연산을 이용하면 두 신호가 역상이므로 감산에 의해 칼라 신호만이 검출된다. 즉, 샘플점(X₀")의 신호는 오아게이트(0R₁)의 입력단자에 직접 인가되고, 샘플점(X₀')의 신호는 인버터(I₁)를 경유하여 오아게이트(OR₁)의 다른 입력단자에 인가되므로 오아게이트(OR₁)의 출력단에서는 색신호(C₀')만이 검출된다.

샘플점(X₁₁,X₂)과 (X₉,X₄)도 역상이므로 색신호(C₁')(C₂')만 남게되고 이 신호는 샘플점(X₀",X₀')에서 구한 색신호(C₀')와 역상인 관계에 있다. 또한 샘플점(X₁₀,X₀),(X₃,X₀)의 연산을 이용해서 색신호(C₁',C₂')에 상응하는 수직방향의 색신호(C₃')를 검출하고 같은 방법으로 수평방향의 색신호(C₄')를 검출하며 이들 값 역시 색신호(C₀')와 역상의 관계를 갖는다. ,

따라서, 상관성 비교회로(2)의 내부에서 발생되는 색신호(C₀'-C₄')는 다음과 같은 방정식으로 표시할 수 있다.

이와 같은 결과를 토대로 하여 표본점(X₀)과의 상관성 비교를 위해 표본점(X₀)의 인접 샘플점(X₀",X₀')의 연산에 의한 값(C₀')를 기준으로 C₁',C₂',C₃',C₄'를 오아게이트(OR₁₀-OR₁₃)로서 합산하면 역상인 관계로 가장적인 C"값이 표본점(X₀)과 상관성이 가장 높은 샘플점들의 연산이 된다.

즉 오아게이트(OR₁₀-OR₁₃)의 출력은 각각 다음과 같다.

C₁" = C₀' + C₁'

C₂" = C₀' +C₂'

C₃" = C₀' + C₃'

C₄" = C₀' +C₄'

따라서, 이계산 결과에 의해 가장작은 값이 선택되는 C₁"-C₄"에 대응하는 비교기(COM₁)의 출력을 이용하여 적응형 휘도/색 분리회로(3)의 선택스위치(SW₁)에서 비교기(COM₁)의 출력이 C₁"일 경우에는 색신호(C₃)를 선택하고, 비교기(COM₁)의 출력이 C₂"일때에는 색신호(C₄)를 선택하게 된다.

또한, 비교기(COM₁)의 출력이 C₃"일때에는 색신호(C₂)를 선택하고, 비교기(COM₁)의 출력이 C₄"일때에는 색신호(C₁)를 선택하게 되므로 표본점(X₀)과 가장 상관성이 높은 인접 샘플점과의 휘도/색 분리를 할수 있게 된다.

선택 스위치(SW₁)에서 출력된 색신호(C)는 가감산회로(5)의 내부에 구성된 인버터(I₈)를 경유하여 오아게이트(OR₁₅)에 입력된다. 이때 분리된 색신호(C)는 오아게이트(OR₁₅)의 동작에 의해 표본점(X₀)에서 감산되므로 분리된 휘도신호가 발생된다.(제2도의 가감산회로(5)내에 도시된 파형참조)

즉, 적응형 휘도/색 분리회로(3)와 상관성 비교회로(2)를 통해 표본점(X₀)과의 상관성이 높은 수직, 수평, 대각선 부분의 샘플점들을 선택함으로써 휘도신호와 색신호를 분리할 수 있게 된다.

한편, 종래의 TV수상기에는 화상의 윤곽을 선명하게 하기 위해 휘도/색 분리된 휘도신호의 고역성분을 피이킹 필터 등으로 강조하였던 바, 화상의 수평방향에만 윤곽이 붙고, 또한 화상의 좌우 윤곽의 폭이 불균등하게 되었다.

그러나, 본 발명은 적응형 휘도/색 분리회로(3)와 지연회로(1)를 이용하여 복합영상 신호로부터 수평 방항 뿐만 아니라 수직, 대각선 방향의 윤곽신호를 축출할 수 있다.

적응형 윤곽보상회로(4)는 표본점(X₀)에 대해 색부 반송파 위상이 동상인 주변의 샘플점(X₁,X₁₂).(X₅,X₈)을 사용하며 2개의 디지탈 필터(F₅)(F₆)로 구성되는 바, 이러한 필터(F₅)(F₆)의 구조는 제3도에 도시한 필터(F₁-F₄)의 구조와 동일하다.

즉 필터(F₅)는 표본점(X₀)과 샘플점(X₁,X₁₂)의 신호에 의해 A₁=-(X₁-2X₀+X₁₂)/4의 신호를 발생시키고 필터(F₆)는 표본점(X₀)과 샘플점(X₅,X₈)의 입력신호에 의해 A₂=-(X₅-2X₀+X₈)/4의 신호를 발생시킨다.·

이렇게 발생된 신호(A₁,A₂)가 각각의 절대치 회로(ABS₁)(ABS₂)에 입력되면, 절대치 회로(ABS₁)(ABS₂)는 각각 크기가 │A₁│,│A₂│ 인 신호를 비교기 (COM₂)에 인가한다. 이때 비교기(COM₂)는 이들 신호를 비교하여, 선택스위치(SW₂)에 제공하는 바, 선택스위치(SW₂)는 비교기(COM₂)의 신호에 따라 큰쪽을 선택토록 함으로써 더욱 선명한 윤곽보정을 할 수 있도록 한 휘도보상신호(△Y)를 발생시킨다.

이렇게 발생된 휘도보상신호(△Y)는 제1도에 도시한 바와 같이 표본점(X₀)에서 적응형 휘도/색 분리회로 (2)에서 분리된 색신호를 오아게이트(OR₁₅)를 이용하여 감산한 휘도신호가 입력되는 오아게이트(OR₁₆)에 인가한다.

따라서, 오아게이트(OR₁₆)에서는 최종의 윤곽 보정된 휘도신호(Y)가 발생된다.

이와 같이 동작하는 본 발명은 표본점과 샘플점간의 상관성을 이용하여 정확한 휘도/색도 분리를 수행할 수 있으며 적응형 윤곽보상회로를 통해서 수평방향 뿐만 아니라 모든 방향의 윤곽신호를 축출하여 윤곽보정을 해줌으로써 선명한 화상을 얻을 수 있는 특징을 지닌 것이다.

Claims (7)

1. 복합영상신호를 지연시켜 샘플링 데이터를 얻기 위한 지연회로(1) ; 상기의 샘플링데이터와 표본데이터의 상관성을 비교하기 위한 상관성 비교회로(2) ; 상기의 상관성비교회로(2)를 이용하여 표본점과 샘플점의 연산작용으로 휘도신호로부터 색신호(C)를 발생시키기 위한 적응형 휘도/색 분리회로(3) ; 모든 방향의 윤곽을 적응적으로 보정하기 위한 적응형 윤곽보상회로(4) ; 및 상기 지연회로(1), 휘도/색 분리회로(3) 및 적응형 윤곽보상회로(2)와 출력신호(X₀, C, △Y)를 조합하여 윤곽보상된 휘도신호(Y)를 발생시키기 위한 가감산 회로(5)로 구성됨을 특징으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로.
2. 제 1 항에 있어서, 지연회로(1)는 다수의 샘플링딜레이(D₁-D₁₂)와 라인딜레이(H₁)(H₂)로 구성됨을 특징으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로.
3. 제1항에 있어서, 상관성 비교회로(2)는 표본점(X₀)과 인접 샘플점간의 상관관계를 연산하여 색신호를 검출하기 위한 오아게이트(OR₁-OR₁₃), 인버터(I₁-I₇), 증폭기(OP₁)(OP₂), 및 비교기(COM₁)로 구성됨을 특징으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로.
4. 제1항에 있어서, 적응형 휘도/색 본리회로(3)는 필터(F₁-F₄)와 선택스위치(SW₁)로 구성됨을 특징으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로.
5. 제1항에 있어서. 적응형 윤곽보상회로(4)는 필터(F₅)(F₆), 절대치회로(ABS₁)(ABS₂), 비교기(COM₂), 및 선택스위치(SW₂)로 구성됨을 특징으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기의 각각의 필터(F₁-F₆)는 3개의 증폭기(OP₃-OP₅)와 오아게이트(OR₁₄)로 각각 구성됨을 특정으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보정회로.
7. 제1항에 있어서, 가감산회로(5)는 인버터(I₈)와 오아게이트(OR₁₅)(OR₁₆)로 구성됨을 특정으로 하는 적응형 디지탈 휘도/색신호 분리 및 윤곽보상회로.

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